RU1775626C - Датчик давлени - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к контрольно-измерительной. Цель изобретени  состоит в повышении точности измерений . Сущность изобретени : датчик содержит корпус 1, на боковой стенке которого закреплен своей перемычкой электромеханический преобразователь 6 в виде П- образной скобы с двум  параллельными ветв ми, концы которых соединены посредством винтов 7 и гаек 8 с жесткими центрами 9 мембран 10, 11, герметично соединенных между собой с образованием анероидной мембранной коробки. Между параллельными ветв ми электромеханического преобразовател  6 размещен пьезоэлемент 13, электроды которого подсоединены с помощью проводников 14 к гермовыводам 15. В центре крышки 2 установлен штуцер 16, соедин ющий полость 17 датчика с контролируемой средой. Разность давлений в полости датчика и в полости мембранной коробки воспринимаетс  электромеханическим преобразователем 6 и преобразуетс  в электрический сигнал. 1 ил.

Description

I

/

13 6 17 f2

AA.A.x

16 Р

ft

О, 7899 //

XI Х|

(Л СЬ N5 О

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, а именно к устройствам дл  измерени  давлени .

Известен датчик давлени , содержащий корпус с мембраной, в котором размещены пьезоэлектрический элемент с переходной втулкой, основание, контактирующий с мембраной регулируемый шток, установленный в резьбовом соединении переходной втулки, в которой выполнены сообщающиес  между собой радиальные отверсти  и продольные прорези на ее резьбовой поверхности, заполненные фиксирующим материалом.

Известен также датчик давлени , содержащий корпусе подвод щим штуцером, раз- мещенную в корпусе анероидную мембранную коробку, мембраны которой снабжены жесткими центрами, и электромеханический преобразователь, кинематически св занный с мембранной коробкой,

Недостатком описанного датчика давлени   вл етс  невысока  точность измерений , обусловленна  вли нием вибраций.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в датчике давлени , содержащем корпус с подвод щим штуцером, размещенную в корпусе анероидную мембранную коробку, мембраны которой снабжены жесткими центрами, и электромеханический преобразователь , кинематически св занный с мембранной коробкой, электромеханический преобразователь выполнен в виде П-образ- ной скобы и размещенного между ее параллельными ветв ми пьезоэлемента, при этом скоба своей перемычкой жестко закреплена в корпусе, а концами св зана с жесткими центрами мембраны.

Сущность изобретени  иллюстрируетс  чертежом.

Датчик содержит корпус 1 с крышкой 2 и эластичной прокладкой 3. На боковой стенке корпуса 1 при помощи винта 4 и гайки 5 жестко закреплен своей перемычкой электромеханический преобразователь 6 в виде П-образной скобы с двум  параллельными ветв ми, концы которых соединены посредством винтов 7 и гаек 8 с жесткими центрами 9 мембран 10, 11, герметично соединенных между собой по периметру с образованием анероидной мембранной коробки с замкнутой полостью 12. Между параллельными ветв ми электромеханического преобразовател  6 размещен пьезоэлемент 13, электроды которого подсоединены с помощью проводников 14 к гермовыкодам 15, св занным с усиливающим и регистрирующим устройствами (не показаны)

8 центре крышки 2 установлен штуцер 16, соедин ющий полость датчика 17 с контролируемой средой. Крышка 2 завинчиваетс  винтами 18.

Датчик работает следующим образом,

Датчик устанавливаетс  в контролируемой среде, а именно в пневмосистеме дл  измерени  давлени  воздуха (например, при подаче пневмокоманды в штамп дл 

0 осуществлени  контрол  наличи  или правильности укладки листовых заготовок в роботизированном комплексе), В исходном положении полость датчика 17 заполнена воздухом под атмосферным давлением, а в полости мембранной коробки 12 воздух раз5 режен. В результате разницы удельных давлений воздуха снаружи и внутри мембранной коробки на внешние поверхности мембран 10, 11 действуют силы, направленные навстречу друг другу и стрем щиес 

0 сблизить поверхности мембран 10, 11.

Электромеханический преобразователь 6, соединенный своими параллельными ветв ми с жесткими центрами 9 мембран 10, 11, преп тствует сближению мембран

5 10, 11 и воспринимает силы, пропорциональные разности давлений и эффективной площади мембран 10, 11, пьезоэлемент 13 при этом находитс  в исходном положении в поджатом состо нии. Сила предвари тель0 ного поджати  зависит от разности давлений в полости датчика 17 и полости мембранной коробки 12 и геометрических размеров и упругих свойств элементов цепи: мембраны 10, 11 - электромеханический

5 преобразователь 6 - пьезоэлемент 13.

При подаче давлени  Р через штуцер 16 происходит увеличение разности давлений в полости датчика 17 и полости мембранной коробки 12, Пропорционально увеличива0 ютс  силы сжати  мембран 10, 11, встречно направленные и воспринимаемые концами св занного с ними электромеханического преобразовател  6. Пропорционально увеличиваетс  сила сжати  пьезоэлемента 13,

5 в результате чего происходит его деформаци  и на его обкладках возникает зар д, пропорциональный приложенной силе, а следовательно поданному давлению, который передаетс  посредством проводников

0 14 к гермовыводам 15 и далее через усилитель к регистрирующему устройству (не показаны ).

При уменьшении измер емого давлени  Р уменьшаетс  сила сжати  пьезоэле5 мента 13, в результате регистрируетс  уменьшение выходного сигнала датчика,

В процессе работы датчик воспринимает вибрации машины, которые компенсируютс  электромеханическим преобразователем б.

Вибрации действуют на концы электромеханического преобразовател  6 с равными силами и в одном направлении от плоскости его симметрии АА. вызыва  синхронные колебани  его концов относительно этой плоскости , причем векторы виброперемещений совпадают по направлению. При этом пье- зоэлемент 13 также совершает очень незначительные колебани  вместе с электромеханическим преобразователем 6 относительно корпуса датчика 1, однако ввиду того, что он закреплен между параллельными ветв ми П-образного электромеханического преобразовател  6, он не испытывает деформации сжати  под действием вибрации, в результате чего выходной сигнал не измен етс . Экономический эффект от внедрени  изобретени  состоит в повышении точности измерений за счет компенсации вибраций, воспринимаемых П-образным электромеха0

5

0

нимеским преобразователем, жестко св занным с центрами мембран, и в результате размещени  чувствительного элемента в зоне отсутстви  вли ни  деформации сжати .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Датчик давлени , содержащий корпус с подвод щим штуцером, размещенную в корпусе анероидную мембранную коробку, мембраны которой снабжены жесткими центрами, и электромеханический преобразователь , кинематически св занный с мембранной коробкой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, электромеханический преобразователь выполнен в виде П-образной скобы и размещенного между ее параллельными ветв ми пьезоэле- мента, при этом скоба своей перемычкой жестко закреплена в корпусе, а концами св зана с жесткими центрами мембран.